La tecnologia al servizio di Captain America e Iron Man

Con la prossima evoluzione della Empowering Innovation Together, Mouser ha deciso di sviluppare un Innovation Lab con l'obiettivo di costruire le tecnologie dei supereroi direttamente dal ultimo film Captain America: Civil War. Con la certezza di  divertire e nello stesso tempo apprendere, Mouser Electronics insieme con Marvel ha deciso di lanciare la serie Heroes per portare la tecnologia dei supereroi nel mondo reale utilizzando le componentistiche dei principali produttori quali Molex, Analog Devices, Littlefuse, ROHM e Cypress. Dalla tecnologia laser fino alle soluzioni più sofisticate di droni, l'obiettivo di Grant Imahara e Allen Pan è mostrare le loro creazioni del guanto di Iron Man e lo scudo di Captain America come parte del progetto Mouser.

Introduzione

Lo scudo di Captain America e il guanto di Iron Man stanno assumendo sempre di più un aspetto reale. Marvel e Mouser Electronics con il loro nuovo programma vogliono ispirare e incoraggiare tutti gli amanti della tecnologia per creare nella realtà tutti quei oggetti "fantascientifici" che caratterizzano i nostri amati supererori.  Gli spettatori potranno assistere ad un viaggio davvero tecnologico, unico, dove Grant e Allen prendono ispirazione dalla Marvel Cinematic Universe per creare le versioni tecnologiche "di lavoro" di Iron Man, come il guanto, e lo scudo di Capitan America. Per il guanto di Iron Man, Grant ha ritenuto opportuno utilizzare i connettori di alimentazione Ultra-Fit di Molex: tecnologia dal design estremamente piccola per condurre una elevata corrente in zone PCB ultra-piccole.  I loro terminali sono completamente isolati per garantire la massima quantità di protezione durante la manipolazione e l'assemblaggio, e il massimo delle prestazioni e l'affidabilità a lungo termine. Per lo scudo di Captain American, Allen Pan si è basato su un drone quadrirotore con connettori Molex Temp-Flex per offrire elevata stabilità di fase ed elevate prestazioni con una impedenza del cavo di 50 e 75 Ω.

L'elettronica dei supereroi

Ogni settore deve affrontare diverse sfide di connessione al servizio dell'alimentazione e alla trasmissione di segnali analogici e digitali. Possibili errori possono verificarsi in potenziali malfunzionamenti tali da compromettere il sistema elettronico. La crescita del mercato sta guidando i produttori di PCB per usare più elettronica in spazi più piccoli con alta densità di potenza; i connettori Ultra-Fit affrontano questo problema e lo risolvono con varie tecniche di design: dai Micro-Fit 3.0 ai Mini-Fit. Quando si è trattato di scegliere la soluzione migliore per il guanto di sfida Iron Man, c'era bisogno di portare sul campo una corrente di 10 ampere per il laser con una tecnologia piccola a portata di mano. In tutto ciò Grant Imahara ha scelto la tecnologia di Molex relativa ai connettori di alimentazione Ultra-Fit (Figura 1). I connettori Molex Ultra-Fit riducono le occorrenze dei terminali di back-out con una corrente massima di lavoro di 12A o 14A.

Figura 1: Connettori Molex Ultra

Figura 1: Connettori Molex Ultra-Fit

 

Figura 2: Connettori Temp-Flex della Molex

Figura 2: Connettori Temp-Flex della Molex

Per lo scudo di Captain America, Allen ha scelto la tecnologia relativa ai connettori Temp-Flex per la trasmissione dei segnali (figura 2), poichè essi forniscono la flessibilità e la durata necessaria per resistere alla forza di impatto. La solida struttura e la schermatura forniscono basse perdite e un minimo di Voltage Standing Wave (VSWR), il tutto assicurando una elevata velocità di propagazione. Il VSWR indica il rapporto tra i valori massimi e minimi in un'onda stazionaria, conosciuto anche come ROS (Rapporto di Onda Stazionaria). Il rapporto esprime un disadattamento di impedenza tra la linea di trasmissione e il carico posto alla fine. I cavi offrono una notevole schermatura per proteggere i segnali da interferenze interne ed esterne. I cavi sono isolati con un dielettrico FEP o PFA fluoropolimero per assicurare il monitoraggio e il controllo dei radar, veicoli militari, satelliti; trovando applicazione nei principali mercati militari, industriali e nel settore della medicina.

La tecnologia di Analog Device al servizio del progetto Heroes ha visto l'impiego del regolatore buck ADP5054 che combina quattro regolatori ad alte prestazioni in un package LFCSP 48-lead. ADP5054 rispetta gli elevati requisiti di prestazioni e di spazio PCB e fornisce una connessione diretta ad alte tensioni d'ingresso fino a 15V senza pre-regolatori. Per il controllo dei droni, sono stati utilizzati alcuni accelerometri MEMS della Analog Devices che offrono il rilevamento del movimento ad alta precisione. Gli accelerometri sono appositamente progettati per misurare l'accelerazione, inclinazione, urti e vibrazioni nelle applicazioni performance-driven. In particolare, ADXL335 fornisce una misura su 3 assi con uscite in tensione. Le misure di accelerazione hanno una portata minima di fondo scala di ± 3 g (figura 3).

Figura 3: Schema elettrico con ADXL335

Figura 3: Schema elettrico con ADXL335

Altri componenti impiegati nei due progetti sono i seguenti:

  • Il gate driver Analog Devices ADuM4135 ad alta tensione isolato per Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) e basato sulla tecnologia Analog Devices iCoupler.
  • Processori Analog Devices ADSP-CM40x Mixed per il controllo segnale in tempo reale. I processori ADSP-CM40x integrano un core ARM Cortex-M4, due ADC a 16 bit, acceleratori digitali, filtri e un ricco set di periferiche. I processori ADSP-CM40x funzionano con 384KB di SRAM, memoria flash da 2 MB e velocità di clock del core di 240MHz.
  • Littelfuse SPxx-HV Serie TVS Diode Array progettati per sostituire varistori multistrato (MLV) in applicazioni portatili. Essi proteggono le apparecchiature sensibili dai danni dovuti alle scariche elettrostatiche (ESD) e altri transitori di sovratensione.
  • Mosfet di potenza SiC N-canale dalla ROHM che assicura una bassa resistenza ON e dimensioni compatte con bassa capacità e carica di gate.
  • Piattaforma di sviluppo Kit Cypress Semiconductor FM4 Starter con Ethernet, USB e audio per un rapido sviluppo di sistemi embedded ad alte prestazioni utilizzando l'interfaccia compatibile con Arduino Uno (Figura 4).

 

Figura 4: Cypress Semiconductor FM4 Starter Kit

Il progetto

La partnership tra Mouser e i relativi produttori di componentistica vuole mettere alla prova i futuri ingegneri, formando una prossima generazione di innovatori. L'obiettivo è sostenere la scienza, tecnologia ed ingegneria anche al servizio della vita reale, mostrando come sia possibile costruire gadget dei supereroi. La collaborazione con Molex e altri produttori è un'opportunità anche per dimostrare ulteriormente il valore dei prodotti in un modo divertente con un pubblico esperto di tecnologia. Ovvero, come impiegare i prodotti in vari campi mettendo alla prova le loro caratteristiche in ambienti difficili. Nel video 1 una divertente battaglia tra Grant e Allen con i loro prototipi.

Video 1: Il guanto di Iron Man e lo scudo di Captain American

Conclusioni

I video disponibili al seguente link descrivono il processo di generazione completa dello scudo di Captain America e del famoso guanto di Iron Man, svelando le finalità delle tecnologie relative alla serie Heroes attraverso le principali soluzioni di Molex, Analog Devices, Cypress e tanti altri. Dopo questa serie, il programma Empowering Innovation Together 2016 dovrebbe esplorare la tecnologia spaziale e la stampa di una macchina 3-D.

 

 

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4 Commenti

  1. Michela2706 3 agosto 2016
  2. DeMauri 3 agosto 2016
  3. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 3 agosto 2016
  4. Alessandro Morgia Alessandro Morgia 6 agosto 2016

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